登月艙(Lunar Module)在降落并完成任務之后會分離為兩部分,上升器(Ascent Stage)和著陸器(Decent Stage),上升器拋棄著陸器點火起飛(如下圖),前往此前與其分離并在月球軌道等待的控制服務艙(Command Service Module)重新對接。
對接完成后,宇航員們進入控制艙(整個任務期間是有一個宇航員在月球軌道上待命的),然后控制艙與上升器再次分離,留下上升器獨自在月球軌道上等死,剩下的控制服務艙將在月球背面點火,帶著偉大的航海者們回家。
在進入地球軌道準備再入大氣之后,控制艙與服務艙分離,整個巨大的土星火箭只有小小的控制艙最后返回安全地球,然后就是載人航天標準套路啦,不過由于軌道超級高的緣故,阿波羅控制艙再入大氣時的速度要比一般地球軌道器再入速度要快很多,所以有更多的燒蝕劑來保護飛船不被燒毀,幾個月前還有幸能親眼看到其中一個阿波羅任務的控制艙,燒的和個地瓜一樣。
題外話,這些都是當初玩坎巴拉著迷的時候自己為了復制阿波羅任務上網(wǎng)研究的,當然坎巴拉里十分之一的地球引力登月返回要簡單多了,而且小綠人還死不完…事實上我覺得整個土星5火箭設計最精妙的地方就是第三級里,控制服務艙在發(fā)射時是在登月艙上面的(從下往上分別是第三級火箭→登月艙→控制服務艙),到達月球軌道后,控制服務艙分離然后旋轉180度再與登月艙對接,然后把登月艙拔出來,這樣就成了之前圖里那種登月艙在上面的結構。
登月飛船分為上升級和下降級,下降級負責著陸,上升級負責完成登月返回,上升級升空后進入環(huán)繞月球軌道,然后軌道指令艙組合體進行多次變軌機動,之后與在月球軌道上的上升級進行交會對接,成功后兩名登月航天員進入指令艙中,隨即拋棄掉上升級,由服務艙和指令艙復合體在繞月軌道近月點進行點火加速,飛船進入TLI返回地球軌道。
月球逃逸速度低只有2380米/秒,地球逃逸速度是11,186米/秒,從月球表面去月球軌道需要2200米/秒,從地球表面去近地軌道大約需要7900米/秒,由此可見掙脫月球引力比掙脫地球引力容易多,需要的推進劑自然少得多。阿波羅飛船服務艙上的主引擎能產生大約2800米/秒的速度增量,登月艙起飛級能產生2220米/秒的速度增量。所以登月艙有足夠的能量從月面起飛到月球軌道,阿波羅飛船的指令艙-服務艙聯(lián)合體的機動能力脫離月球引力更不是問題。
至于還要引擎來減速進入地球軌道?這個用不著,指令艙也就是返回艙直接借助沖進地球大氣層,用空氣阻力減速并且降落。就省了很多推進劑和把那些推進劑送上天的發(fā)射費用。當然這需要額外的熱防護能力,不過相比用引擎減速還是合算的。
當年的阿波羅登月計劃被指造假,原因如下:
1、美國人此后再也沒有登月計劃。
2、登月火箭返回艙據(jù)稱找不到了,連圖紙都找不到了。
3、登月當事人多年一直被禁口,不接受采訪。
4、當年插在月球環(huán)形山上的美國國旗隨風而飄動,宇宙中沒有空氣所以不存在國旗會飄動。
5、多年以后美國送給荷蘭一塊登月巖石,被指造假乃是木頭的化石。
以上,而且關于登月問題,當面流言終結者做過調查,有超過百分之20的美國人認為是騙局陰謀論 。但是當時正處于冷戰(zhàn)期間,美國和蘇聯(lián)的軍備競賽,在登月領域,由于蘇聯(lián)一心一意制造武器和裝甲洪流,導致登月計劃無資金故擱淺。如果美國造假,蘇聯(lián)方面那么多的衛(wèi)星在檢測,是不可能為美國保密長達40年之久。
言歸正傳,至于登月艙如何返回地球,那肯定是要有精確的計算方式,登月艙負責降落和返回地球,所帶燃料必不可少。擺脫月球引力,回到地球軌道,進入大氣層,當然這一切都是建立在阿波羅登月計劃為真的基礎上。